Development of high performance taps for titanium alloys

Abstract

Titanyum günümüz endüstrisinde kullanım alanları hızla artan fakat üzerinde işlem yapılması oldukça zor bir malzemedir. Diş açma işlemi de bir talaşlı imalat operasyonu olmasına rağmen delik delme, frezeleme ve raybalama gibi benzerlerinden çok daha karmaşık bir operasyondur. Bu çalışmada, Titanyum alaşımları içinde kullanımı en yoğun olan Ti-6Al-4V için en uygun kılavuz geometrisinin bulunması ve geometride iki farklı doğrulama yapılması amaçlanmıştır. Kılavuz performansına etki eden 2 seviyeli 3 farklı geometri değişkeni ve 2 farklı kaplama seçilmiş, seçilen toplam 4 farklı parametrenin 2 farklı seviyeleri Taguchi metoduyla 16’dan 8 farklı deneye indirilmiştir. Sonlu Elemanlar Analizi (SEA) DEFORM ile diş açma süreci boyunca farklı geometrideki kılavuzların üzerine yansıyan toplam torklar hesaplanmış ve değişkenlerin ikili karşılaştırmaları yapılmıştır. Aynı ölçümler kılavuzlar üretilip Microtap tork ve sıcaklık değişimini ölçen cihazla yapılmış ve aynı doğrultuda sonuçlar elde edilmiştir. Belirtilen parametrelerde Ti-6Al-4V için uygun ölçüler belirlenmiştir.

Titanium application areas are increasing rapidly in many industries however, it is very hard to machine material. Even threading is one of the machining operations, it is much more different and complex than drilling, milling and reaming. The aim of this study is to find the best tap geometry for a commonly used material, Titanium alloy Ti-6Al-4V, and 2 different verification method for this geometry. 3 geometry parameters with 2 levels and 2 different coatings which effects tap performance, have been chosen. 4 different parameters’ 2 levels 16 samples are decreased to 8 experimental units with the help of Taguchi method. With the help of Finite Elements Analyze (FEA) DEFORM software, total torque during threading operation has been calculated and parameters have bilateral compared. After samples produced, the same comparisons have been done with results of Microtap torque and temperature measurement machine and obtained results are consistent with each other. Suitable geometry parameters are defined for Ti-6Al-4V.